KR20170020545A - 기후 변화에 대한 민감성이 저하된 공진기 - Google Patents
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Abstract
본원은 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 에 관한 것으로서, 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 를 포함한다. 본원에 따라서, 상기 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 는 상기 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 방습성의 층 (7) 으로 전체적으로 코팅된다. 본원은 타임피스 분야에 관한 것이다.
Description
본원은 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기 (resonator) 에 관한 것으로서, 보상 밸런스 스프링은 기후 (climatic) 변화에 대한 민감성 (sensitivity) 이 저감된다.
타임피스 무브먼트들 (movements) 에 대한 혹독한 (severe) 응축 시험들 동안, 이는 무브먼트들의 작동에 영향을 줄 수 있는 것이 명백하다.
본 발명의 일 목적은, 기후 변화에 대한 민감성이 저감된 비금속성 밸런스 스프링을 제공함으로써 전술한 단점들 전부 또는 일부를 해소하는 것이다.
따라서, 본원은 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링에 관한 것으로서, 적어도 하나의 비금속성 재료로 형성된 코어를 포함하고, 상기 비금속성 재료는 이산화규소의 코팅이 적어도 부분으로 위에 형성된 도핑된 규소 (또는 비도핑된 규소) 또는 석영을 포함하며, 상기 코어는 상기 보상 밸런스 스프링이 기후 변화에 덜 민감하도록 내습성 및 불투습성의 층으로 전체적으로 코팅된다.
따라서, 혹독한 응축의 경우에서도, 보상 밸런스 스프링의 작동은 방해받지 않아서, 그로 인해 밸런스와 상호 협력하여 형성되는 공진기의 전체 작동은 영향을 받지 않거나 거의 영향을 받지 않는 것이 명백하다.
본원의 다른 유리한 특징들에 따라서:
- 내습성 및 불투습성의 층은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지고,
- 내습성 및 불투습성의 층은 크롬, 티타늄 또는 탄탈륨을 포함한다.
더욱이, 본원은 밸런스를 포함하는 타임피스용 열적으로 보상된 공진기에 관한 것으로서, 밸런스는 전술한 변형예들 중 어떠한 것에 따른 보상 밸런스 스프링과 상호 협력하는 것을 특징으로 한다.
다른 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 비한정적인 설명에 의해 이하의 설명으로부터 명백하게 나타날 것이다.
도 1 은 본원에 따른 보상 밸런스 스프링을 도시한다.
도 2 ~ 도 7 은 본원에 따른 보상 밸런스 스프링의 단면의 변형예들을 도시한다.
도 2 ~ 도 7 은 본원에 따른 보상 밸런스 스프링의 단면의 변형예들을 도시한다.
혹독한 응축에 따른 타임피스 무브먼트들의 거동을 결정하기 위한 연구를 실시하였다. 이 연구는, 강제로 이슬점이 급격하게 초과됨으로써, 예를 들어 80% 초과의 습도측정율 (hydrometry rate) 을 유지하고 그리고 적어도 15℃ 만큼 온도를 저감시킴으로써 실시되었다.
특히, 스프링식 밸런스 공진기의 보상 밸런스 스프링이 결정질 산화규소 또는 무정형 산화규소로 적어도 부분적으로 형성되면, 타임피스의 작동에 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 종류의 보상 밸런스 스프링은, 예를 들어 이산화규소 코팅이 적어도 부분적으로 형성된 도핑되거나 비도핑된 결정질 규소 또는 석영으로 형성될 수 있다.
연구에서는 또한 결정질 또는 무정형 산화규소를 포함하는 보상 밸런스 스프링에 습기에 대한 배리어를 형성함으로써 혹독한 응축 영향을 최소화할 수 있는 것으로 나타났다.
그 결과, 본원은 적어도 하나의 비금속성 재료로 형성된 코어를 포함하는 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링에 관한 것이다. 유리하게는, 본원에 따라서, 코어는 보상 밸런스 스프링이 기후 변화에 덜 민감하도록, 방습성, 즉 내습성 및 불투습성의 층으로 전체적으로 코팅된다.
본원에 따라서, 방습성 층은 밸런스 스프링의 작동에 기계적으로 영향을 주는 것을 방지하도록, 50 ㎚ 미만, 바람직하게는 대략 10 ㎚ 의 두께를 가진다. 하지만, 방습성 층의 두께는 최대 수 마이크로미터일 수 있지만, 이러한 경우에 스프링식 밸런스 공진기의 열적 보상에 대하여 고려해야 한다.
더욱이, 방습성 층은 도전성인 것이 바람직하고 그리고 예를 들어 반자성 또는 상자성 층과 같은 자기장들에 대한 낮은 민감성을 가진다.
그리하여, 예를 들어, 방습성 층은 크롬, 티타늄, 탄탈륨, 알루미늄, 지르코늄, 알루미나, 산화크롬, 크롬 텅스텐, PTFE 또는 질화규소 (Si3N4) 를 포함할 수 있다. 하지만, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금들 중 하나는 최고의 결과들을 나타내기 때문에 바람직하다.
도 1 ~ 도 7 에서는 본원에 따라서 획득되고 그리고 그리하여 밸런스와 상호 협력하여 형성된 공진기를 열적으로 보상하도록 의도된 밸런스 스프링 (1) 의 변형예들을 도시한다. 보상 밸런스 스프링 (1) 은 여러 가지 코일들로 권취된 스트립 (5) 과 일체화된 콜릿 (3) 을 포함하는 것이 바람직하다. 본원에 따라서, 보상 밸런스 스프링 (1) 의 적어도 하나의 스트립 (5) 은 습기에 대한 배리어를 형성하는 층 (7) 으로 코팅된다.
스트립 (5) 은 길이 (l), 두께 (e) 및 높이 (h) 를 가진다. 적어도 하나의 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 를 포함한다.
도 2 ~ 도 7 의 변형예들에 따라서, 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 는 예를 들어 석영과 같은 단일 재료 (11a) 또는 여러 가지 재료들 (11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성될 수 있다.
코어 (9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 가 여러 가지 재료들로 형성되면, 밸런스 스프링 (1) 의 스트립 (5) 이 방습성, 즉 내습성 및 불투습성의 층 (7) 으로 코팅되기 전에, 여러 가지 재료로 전체적으로 코팅될 수 있거나 (11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 또는 부분적으로 코팅될 수 있다 (11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c). 각각의 코팅 (13b, 15b, 17c, 19c, 13d, 15d, 17d, 19d, 13e, 15e, 17e, 19e) 은 동일한 종류 및 동일한 두께일 수 있거나 아닐 수도 있다. 예를 들어, 코어 (9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 는, 이산화규소 코팅 (13b, 15b, 17c, 19c, 13d, 15d, 17d, 19d, 13e, 15e, 17e, 19e, 21f) 이 적어도 부분적으로 위에 형성된 도핑되거나 비도핑된 규소 (11b, 11c, 11d, 11e, 11f) 를 포함할 수 있다.
본원은 또한 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이하의 단계들을 포함한다:
a) 적어도 하나의 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 열적으로 보상된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 를 포함하는 밸런스 스프링을 형성하는 단계,
b) 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 방습성의 층 (7) 으로 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 를 전체적으로 코팅하는 단계.
본원에 따라서, 단계 a) 는 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 의 전부 또는 일부 (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) 를 형성하도록 원하는 플레이트에서 밸런스 스프링의 원하는 패턴을 에칭함으로써 획득될 수 있다. 결정질 규소 및 석영의 예에 있어서, 단계 a) 를 수행하도록 딥 반응성 이온 에칭 (deep reactive ion etching; DRIE) 을 상정할 수 있다.
물론, 단계 a) 는 또한 코어 (9b, 9c, 9d, 9e, 9f) 를 마무리하도록 제 1 상에서의 에칭 (etch) 으로부터 획득된 밸런스 스프링을 부분적으로 또는 전체적으로 코팅하는 적어도 하나의 제 2 상 (13b, 15b, 17c, 19c, 13d, 15d, 17d, 19d, 13e, 15e, 17e, 19e, 21f) 을 포함한다. 제 2 상은, 예를 들어, 도핑되거나 비도핑된 결정질 규소 웨이퍼가 단계 a) 의 제 1 상에서 에칭되었다면 이산화규소를 형성하도록 의도된 열적 산화로 구성된다.
단계 b) 에서는 50 ㎚ 미만, 바람직하게는 대략 10 ㎚ 의 두께를 가진 방습성의 층 (7) 의 성막을 가능하게 한다. 단계 b) 에서는, 예를 들어, 바람직하게는 또한 유리하게는 자기장들에 둔감한 도전성 재료들인 크롬, 티타늄 또는 탄탈륨 또는 이들의 합금들 중 하나를 성막하도록 기상 성막과 같은 어떠한 박층 성막 방법에 의해 수행될 수 있다.
물론, 본원은 설명된 실시예에 한정되지 않고 당업자에게 명백한 다양한 변형들 및 변경들을 할 수 있다. 특히, 습기에 대한 배리어를 형성할 수 있는 어떠한 재료가 상정될 수 있고 그리고 크롬, 티타늄 또는 탄탈륨 또는 이들의 합금들 중 하나 또는 심지어 본원에 인용된 다른 재료들에 한정될 수 없다.
또한, 타임피스가 밸런스 스프링이 보여질 수 있는 부품들을 포함하는 경우, 예를 들어 "골격식" 타임피스 또는 투명한 배면 커버를 가진 타임피스의 경우에 미적인 외관을 개선하도록 특정 색상에 따라서 방습성 재료를 선택할 수 있다.
Claims (19)
- 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
석영을 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
크롬을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고,
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 1 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
보상 밸런스 스프링 (1) 은 석영을 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
티타늄을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고;
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 3 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
보상 밸런스 스프링 (1) 은 석영을 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
탄탈륨을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고;
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 5 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
보상 밸런스 스프링 (1) 은 이산화규소의 코팅이 적어도 부분적으로 위에 형성된 규소를 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
크롬을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고;
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 7 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
보상 밸런스 스프링 (1) 은 이산화규소의 코팅이 적어도 부분적으로 위에 형성된 규소를 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
티타늄을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고;
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 9 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
보상 밸런스 스프링 (1) 은 이산화규소의 코팅이 적어도 부분적으로 위에 형성된 규소를 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
탄탈륨을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고;
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 11 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
보상 밸런스 스프링 (1) 은 이산화규소의 코팅이 적어도 부분적으로 위에 형성된 도핑된 규소를 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
크롬을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고;
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 13 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
보상 밸런스 스프링 (1) 은 이산화규소의 코팅이 적어도 부분적으로 위에 형성된 도핑된 규소를 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
티타늄을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고;
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 15 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1) 으로서,
보상 밸런스 스프링 (1) 은 이산화규소의 코팅이 적어도 부분적으로 위에 형성된 도핑된 규소를 포함하는 적어도 하나의 비금속성 재료 (11a, 11b, 13b, 15b, 11c, 17c, 19c, 11d, 13d, 15d, 17d, 19d, 11e, 13e, 15e, 17e, 19e, 11f, 21f) 로 형성된 코어 (9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f); 및
탄탈륨을 포함하며, 상기 코어를 전체적으로 코팅하는, 도전성 및 방습성 층 (7) 을 포함하고;
상기 층 (7) 이 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 17 항에 있어서,
상기 층 (7) 은 50 ㎚ 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1). - 제 1 항에 있어서,
상기 층 (7) 이 80% 초과의 습도측정율 (hydrometry rate) 하에서 형성되는 습기의 응축을 상기 층 (7) 에 모을 때, 상기 층 (7) 은 상기 보상 밸런스 스프링 (1) 이 기후 변화에 덜 민감하도록 구성되는, 열적으로 보상된 스프링식 밸런스 공진기용 보상 밸런스 스프링 (1).
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